NAT（Network Address Translation網絡地址翻譯）將內部網絡私有地址翻譯成Internet上合法的IP地址。NAT可以節省IP地址資源（主要節省IPv4地址）。還可以將內部網絡的IP地址隱藏起來不被外界發現，有效地確保內部網絡的安全（但網絡內主機比較多時，安全性方面更推薦防火牆，因爲用NAT路由佔用的CPU資源比較多）。還可以爲內部網絡提供一致性的編址方案。
NAT術語：
內部本地Inside Local：私有IP，不能直接用於互聯網，如10.0.0.1
內部全局Inside Global：經由NAT路由器將內部本地IP地址轉換成互聯網上的合法地址，如172.2.2.2
外部全局Outside Global：外部網絡中的主機的IP地址，通常來自全局可路由的地址空間，如22.2.2.2。多數情況下該地址與外部全局地址相同。
外部本地Outside Local：內部網絡中看到Internet上外部主機的IP，如22.2.2.2
NAT路由器一邊連接內網，一邊連接外網的話，兩邊就分別是Inside/Outside。Inside這邊的是local地址。Outside這邊的是Global地址。從Inside進來到Outside出去，是先路由再做NAT轉換。從Outside進來到Inside出去，是先做NAT轉換再路由。
NAT類型：
靜態NAT：手動建立內部IP到外部IP的映射。例如企業內部設備（如企業內部E-mail服務器或FTP服務器等）需要被外部訪問時
動態NAT：將一個內部IP轉成一組外部IP池中的一個IP地址。當PC有一個向外的連接請求時，從地址池中取出一個IP，當連接斷開時將IP重新放回池中。但外部用戶不能訪問內部特定地址。例如企業內部共用多個公網IP供員工訪問外網
超載NAT：動態NAT的一種特殊形式，也稱爲PAT，NAPT，或端口複用NAT。用不同端口號將多個內部IP轉成一個外部IP。例如整個企業共用一個公網IP時。局域網共享上網。超載NAT對於節省IP地址是最爲有效的。
（可以這樣理解映射關係：靜態1對1，動態多對多，超載多對1）
配置靜態NAT：
PC要去訪問外部Server。配置一條靜態NAT，使得PC訪問外網時，PC的IP地址（3.3.3.1）不直接暴露給外網，而是經由NAT轉換成12.1.1.1去訪問外網。同樣外網想訪問PC時，外網只知道12.1.1.1這個IP地址，經NAT轉換成內網PC的IP地址後，才能訪問PC。
配置好靜態NAT的1對1映射關係後，查看NAT映射表項：
NAT路由器上打開debug，讓PC去ping 2.2.2.2 source 3.3.3.1，觀察NAT轉換過程：
反過來，外部Server去ping 12.1.1.1 source 2.2.2.2訪問PC，NAT轉換過程是上面的逆過程：
配置動態NAT：
拓撲圖上就一臺PC，假設有多臺PC連接NAT路由器訪問外網，可以在NAT路由器上配一個地址池，範圍是12.1.1.16-12.1.1.31。Inside端多臺PC訪問外網時，由NAT路由器從地址池中分配一個IP供PC使用：
假設有4臺PC分別去訪問外網：ping 2.2.2.2 source 3.3.0.1 / 3.3.1.1 / 3.3.2.1 / 3.3.3.1。打開NAT路由器的debug，觀察地址分配及地址轉換過程：
可以看到不同的PC（不同的源IP地址）被從地址池中分配了不同的公網IP地址。查看動態NAT的轉換列表：
被動態分配的外網IP地址是有timeout時間的，超時地址將回到地址池。
最後，如果動態NAT地址池中沒有足夠的地址，會出現提示NAT轉換失敗，並丟棄數據包。
配置超載NAT / PAT / NAPT / 端口複用NAT：
是一種特殊的動態NAT，地址池中只有一個地址，靠端口號來區分源地址：
假設有2臺PC分別去訪問外網：ping 2.2.2.2 source 3.3.0.1 / 3.3.1.1。打開NAT路由器的debug，觀察地址分配及地址轉換過程：
發現2臺PC的IP地址都被轉換成同一個外網IP地址12.1.1.16。查看NAT表項，發現轉換的地址都一樣的，但端口號不同：
